联合用药可以出现药效相加、增强、无关、拮抗四种关系。也就是说，联合用药并不一定都对所有病例均能获得所希望的增强效果，如果应用不当，其疗效不但降低，甚至无效，而且还可能延误病情，使细菌产生耐药性，这样就达不到对症下药、药到病除的目的，还浪费人力物力。
在用青霉素的同时，若使用四环素，则青霉素的抗菌作用就明显降低,会出现抗菌疗效反而低于每种药物单独应用时的效果。究其原因是：青霉素与四环素的抗菌作用方式有显著差异。
细菌最外层的细胞壁有保护细菌和渗透屏障作用。青霉素使细胞壁的合成受到抑制，造成细胞壁残缺不全，其渗透性屏障作用也遭到破坏，细菌则因此而吸收水分，使菌体膨胀变形，最后导致菌体死亡。另外，青霉素对生长旺盛的细菌作用强，对静止状态下的细菌作用弱，而被称为繁殖期杀菌剂。(处于静止期的细菌，其合成的细胞壁不受青霉素的影响。)
四环素主要是阻断细菌体蛋白质的合成，抑制细菌的生长繁殖，故被称为快速抑菌剂。应用四环素后，细菌体蛋白质的合成迅速被抑制，使细菌处于静止状态。这样在两药同时应用时，青霉素干扰细胞壁合成，导致细菌细胞壁缺损的作用就不能发挥出来。由于两者的抗菌方式不同，所以不宜同时使用，否则会降低青霉素疗效。
同时应用抗菌药物一定要合理，除了考虑和了解其同时应用以后能否增强疗效外，还要注意到有些抗菌剂相似的毒性，如果要既合理，又慎重。同时应用，势必毒性可能增强，所以同时使用两种抗菌药物一定既要合理，又要慎重。